5. РАСЧЕТ ПРИВОДА С РЕДУКТОРОМ МЕЖДУ ГИДРОДВИГАТЕЛЕМ И РЕГУЛИРУЕМЫМ ОБЪЕКТОМ

При больших или неограниченных углах поворота или линейных перемещениях применяют гидравлические приводы с редукторами. В таких приводах редуктор выполняет роль согласующего элемента, который приводит механическую характеристику гидродвигателя в соответствие с заданной нагрузочной характеристикой. Наиболее часто применяются редукторы, понижающие скорость и повышающие момент гидродвигателя.

Основная задача энергетического расчета гидравлического привода с редуктором остается той же, что и в приводе с непосредственной

связью гидродвигателя с объектом — механические характеристики привода должны охватывать нагрузочные характеристики. Однако в данном случае появляется еще один параметр — передаточное отношение редуктора, от выбора которого зависят наиболее важные характеристики привода: максимальные скорости, ускорения и моменты.

Для гидравлических приводов, работающих длительно при установившихся скорости и нагрузке, после выбора гидродвигателя достаточной мощности расчет передаточного отношения редуктора выполняется лишь из условия достижения заданной скорости объекта. При применении следящих гидравлических приводов, кроме получения заданной скорости, необходимо выполнить ряд других требований, характеризующих быстродействие привода. В частности, необходимо достигнуть заданное или максимально возможное ускорение объекта или же осуществить отработку заданного позиционного рассогласования за кратчайшее время.

Рис. XIV. 10. Характеристики привода с редуктором между гидродвигателем и регулируемым объектом

В случае, когда для заданной инерционной нагрузки выбран гидродвигатель с моментом инерции ротора, оптимизация передаточного отношения редуктора с целью получения максимального ускорения объекта дает значение [6]

Такая же редукция необходима и для отработки заданного рассогласования за минимально возможное время [6]. Именно к данному оптимальному значению редуктора следует стремиться при применении следящего гидравлического привода, поскольку при прочих равных условиях и быстродействие, и динамическая точность привода с редуктором, имеющим будут выше, чем у приводов с другими значениями редукции.

При определении оптимального передаточного отношения известны как нагрузка, так и гидродвигатель. Однако при энергетическом расчете гидравлического привода с редуктором задача усложняется тем, что никаких данных, кроме характеристик внешней нагрузки, нет. Одновременно с выбором мощности гидродвигателя необходимо найти и передаточное отношение редуктора, которое зависит как от внешней нагрузки, так и от момента инерции гидродвигателя. В связи с этим все разработанные методы основываются на последовательном приближении к наиболее рациональному значению редукции.

В качестве примера рассмотрим последовательность графоаналитического расчета гидравлического привода с редуктором и выбор

гидродвигателя в случае, когда он управляется дроссельным гидроусилителем и преобладает инерционная нагрузка, характеризуемая эллипсом нагрузки (рис. XIV. 10). Вначале, как указано выше, по заданному эллипсу 1 нагрузки строят расчетный эллипс 2 и определяют максимальную необходимую мощность

Затем выбирают ближайший по мощности гиродвигатель, номинальная мощность которого

Если известна лишь максимальная мощность гидродвигателя Л/гдтах, то с учетом механической характеристики дроссельного гидроусилителя при выборе гидродвигателя следует использовать соотношение

Из каталога для выбранного по мощности гидродвигателя находят данные о максимальной скорости Йххгд, пусковом моменте Мпгд и моменте инерции ротора . С помощью редуктора механическая характеристика гидропривода должна быть трансформирована таким образом, чтобы на основании выражения (XIV.48) его скорость холостого хода превышала заданную максимальную скорость объекта в 1,23 раза. С учетом этого находим в первом приближении передаточное отношение

На рис. XIV. 10 изображены характерные точки механической характеристики 3 гидравлического привода, соответствующие следующим значениям скорости и момента:

Точка может оказаться как правее абсциссы принадлежащей механической характеристике гидравлического привода минимально возможной мощности, так и левее ее. В последнем случае следует выбрать больший по мощности гидродвигатель или, если это возможно, несколько увеличить скорость двигателя в режимах, близких к холостому ходу, чтобы изменить редукцию с целью увеличения пускового момента привода.

Если точка, соответствующая совпала или оказалась правее абсциссы то следует перейти к учету собственного момента инерции гидродвигателя. Для этого определяют новое значение максимально необходимого момента.

где — частота синусоидальных колебаний объекта, соответствующая заданному эллипсу нагрузки;

— максимальное ускорение объекта.

Далее графически представляются парабола (механическая характеристика), пересекающая оси координат в точках и эллипс нагрузки 4 с полуосями, равными Если механическая характеристика гидравлического привода охватывает эллипс нагрузки, то с помощью графических построений следует выяснить, насколько возможно изменить редукцию, чтобы приблизить ее к не нарушив условия охвата эллипса параболой. Если механическая характеристика пересекает эллипс нагрузки, то необходимо взять более мощный гидродвигатель и повторить расчет. В случае проектирования быстродействующего привода, из разнотипных гидродвигателей равной мощности следует выбрать двигатель, имеющий большее отношение После выбора гидродвигаеля на основании известных выбирают серийный или рассчитывают специальный электрогидравлический усилитель.